Leza ya kasi ya juu yenye utendaji wa hali ya juu yenye ukubwa wa ncha ya kidole

Utendaji wa hali ya juuleza ya kasi zaidiukubwa wa ncha ya kidole

Kulingana na makala mpya ya jalada iliyochapishwa katika jarida la Sayansi, watafiti katika Chuo Kikuu cha Jiji la New York wameonyesha njia mpya ya kuunda utendaji wa hali ya juuleza za kasi zaidikwenye nanofotoniki. Hali hii ndogo imefungwalezahutoa mfululizo wa mipigo mifupi sana ya mwanga katika vipindi vya femtosecond (trilioni ya sekunde).

Hali ya haraka sana imefungwalezainaweza kusaidia kufungua siri za mizani ya muda ya haraka zaidi ya asili, kama vile uundaji au kuvunjika kwa vifungo vya molekuli wakati wa athari za kemikali, au uenezaji wa mwanga katika vyombo vya habari vyenye msukosuko. Kasi ya juu, kiwango cha mapigo ya kilele, na wigo mpana wa leza zilizofungwa kwa njia pia huwezesha teknolojia nyingi za fotoni, ikiwa ni pamoja na saa za atomiki za macho, upigaji picha wa kibiolojia, na kompyuta zinazotumia mwanga kuhesabu na kuchakata data.

Lakini leza za hali ya juu zaidi zilizofungwa kwa njia ya mkondo bado ni ghali sana, mifumo ya kompyuta ya mezani inayohitaji nguvu ambayo imepunguzwa kwa matumizi ya maabara. Lengo la utafiti mpya ni kugeuza hii kuwa mfumo wa ukubwa wa chipu ambao unaweza kuzalishwa kwa wingi na kusambazwa katika uwanja huo. Watafiti walitumia jukwaa la nyenzo linaloibuka la lithiamu niobate (TFLN) yenye filamu nyembamba ili kuunda na kudhibiti kwa usahihi mapigo ya leza kwa kutumia ishara za umeme za masafa ya redio za nje. Timu hiyo ilichanganya faida kubwa ya leza ya semiconductors za darasa la III-V na uwezo mzuri wa kuunda mapigo wa miongozo ya mawimbi ya picha ya TFLN nanoscale ili kutengeneza leza inayotoa nguvu ya juu ya kilele cha wati 0.5.

Mbali na ukubwa wake mdogo, ambao ni ukubwa wa ncha ya kidole, leza iliyofungwa kwa njia mpya pia inaonyesha sifa kadhaa ambazo leza za kitamaduni haziwezi kufikia, kama vile uwezo wa kurekebisha kwa usahihi kiwango cha marudio ya mapigo ya pato kwa masafa mengi ya megahertz 200 kwa kurekebisha tu mkondo wa pampu. Timu hiyo inatarajia kufikia chanzo cha kuchana chenye ukubwa wa chip, kinachodumu kwa masafa kupitia usanidi wenye nguvu wa leza, ambao ni muhimu kwa utambuzi wa usahihi. Matumizi ya vitendo ni pamoja na matumizi ya simu za mkononi kugundua magonjwa ya macho, au kuchambua E. coli na virusi hatari katika chakula na mazingira, na kuwezesha urambazaji wakati GPS imeharibiwa au haipatikani.